CN206217647U - 一种交直电力机车传动装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种交直电力机车传动装置及系统，该装置包括相互连接的双向变流模块以及双向斩波模块，双向变流模块当牵引工况时接入交流电源转换为直流电，经双向斩波模块斩波降压为所需直流电后提供给直流牵引电机，以及双向斩波模块当制动工况时接收直流牵引电机产生的制动能量进行斩波升压，升压后直流电经双向变流模块转换为交流电回馈至电网；该系统包括一个以上的变流柜，每个变流柜内集成设置有两套以上传动装置，以及分别与传动装置连接的传动控制系统。本实用新型具有结构紧凑、成本低廉、无需更改机车电路结构，且功率因数高、谐波含量小以及能耗低、热污染小等优点。

Description

一种交直电力机车传动装置及系统

技术领域

本实用新型涉及交直电力机车技术领域，尤其涉及一种交直电力机车传动装置及系统。

背景技术

目前交直电力机车普遍是采用结合晶闸管相控整流调压以及电阻制动的方式，典型的如SS3B、SS4G、SS4B、SS6B、SS7D、SS7E、SS8、SS9G等交直电力机车，均是采用不等分三段半控桥整流调压技术和电阻制动技术。该类型机车简化电路如图1所示，牵引工况时，随着机车速度的增加，交直电力机车各段桥顺序投入工作，通过整流输出电压的叠加、提升来实现机车的调速运行；制动工况时，则利用直流牵引电机的可逆原理，在机车需要减速时，将机车由牵引工况转换为制动工况，此时牵引电机转换为发电机并通过轮对将列车的动能转变为电能，再通过制动电阻把电能转换为热能消耗掉。少数的如SS7、SS7C电力机车，则是采用结合“全控+半控”的二段桥整流调压以及晶闸管再生制动技术，即利用晶闸管全控桥技术使工作在逆变状态，来实现牵引电机直流电能回馈到电网。

上述交直电力机车，一方面采用晶闸管相控整流调压，功率因数低、谐波大且电能利用率不高；另一方面，采用电阻制动时会造成能量的浪费和热污染，如图2所示在纯电阻制动中，由于牵引电机的电枢电流随着机车速度的减小而减小，机车轮周制动力也随着机车的速度变化而变化，因而为了提高机车在低速运行时的轮周制动力，机车还需进行加馈制动(如图3所示)，即机车从电网中吸收电能，补足到牵引电机的电枢电流中去，以获得理想的轮周制动力和制动调速范围；上述采用晶闸管再生制动技术虽然实现了制动能量的再生利用，但由于晶闸管变流技术的固有特征，其谐波含量较大、功率因素较低，且很容易逆变失败、可靠性低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构紧凑、成本低廉、无需更改机车电路结构，且功率因数高、谐波含量小以及能耗低、热污染小的交直电力机车传动装置及系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种交直电力机车传动装置，其特征在于包括相互连接的双向变流模块以及双向斩波模块，所述双向变流模块当牵引工况时接入交流电源转换为直流电，经所述双向斩波模块斩波降压为所需直流电后提供给直流牵引电机，以及所述双向斩波模块当制动工况时接收直流牵引电机产生的制动能量进行斩波升压，升压后直流电经所述双向变流模块转换为交流电回馈至电网。

作为本实用新型装置的进一步改进：所述双向变流模块为基于IGBT的四象限变流器，当牵引工况时，所述四象限变流器为整流模式；当制动工况时，所述四象限变流器为逆变模式。

作为本实用新型装置的进一步改进：所述四象限变流器包括电压型PWM变流器。

作为本实用新型装置的进一步改进：所述双向斩波模块为基于IGBT的双向斩波器；所述双向斩波模块具体为Buck-Boost双向斩波器。

作为本实用新型装置的进一步改进：所述双向变流模块与所述双向斩波模块之间还设置有中间直流回路，所述中间直流回路包括并联连接的第一支撑电容、第二支撑电容。

作为本实用新型装置的进一步改进：所述双向变流模块与所述双向斩波模块之间还设置有预充电电路，所述预充电电路包括并联连接的控制接触器以及充电电阻。

作为本实用新型装置的进一步改进：所述双向变流模块的交流侧还设置有用于对交流电流进行平滑滤波的交流侧电抗器。

作为本实用新型装置的进一步改进：所述双向斩波模块还包括过压放电回路，所述过压放电回路包括串联连接的放电电阻以及放电控制开关管，所述放电控制开关管控制所述放电电阻在输入电压超过预设值时进行放电。

本实用新型进一步提供一种交直电力机车传动系统，包括一个以上的变流柜，每个所述变流柜内集成设置有两套以上如上述的传动装置，以及分别与所述传动装置连接的传动控制系统，每套所述传动装置对应连接一台直流牵引电机，所述传动控制系统分别发送控制指令至各个所述传动装置，控制各个所述传动装置，在牵引工况时向对应的直流牵引电机提供所需直流电，以及在制动工况时将对应的直流牵引电机产生的制动能量回馈至电网。

作为本实用新型系统的进一步改进：各个所述变流柜的其中一个变流柜内集成设置有用于在制动工况时提供励磁电流的励磁桥。

与现有技术相比，本实用新型交直电力机车传动装置的优点在于：本实用新型交直电力机车传动装置，通过双向变流模块进行AC/DC双向变换、双向斩波模块进行DC/DC双向变换，实现交直电力机车中牵引电机的调压、调速控制及能量双向流动，能够在牵引工况时将电源经双向变流模块进行整流、双向斩波模块进行降压后提供牵引电机所需直流电，且基于IGBT控制的功率因数高、谐波小，同时在制动工况时将制动能量经双向斩波模块进行升压、双向变流模块进行逆变后实现制动能量回馈，从而降低能量消耗、减少热污染。

与现有技术相比，本实用新型交直电力机车传动系统的优点在于：本实用新型交直电力机车传动系统，每个牵引电机均对应一套结构相同且相互独立的传动装置，大大降低了传动装置内部各模块功率等级和IGBT器件的电压、电流等级，易于实现且可靠性更高，同架多套传动装置集中布置于同一变流柜中，由同一传动控制系统进行控制实现分布式控制，控制实现简单灵活，且系统的整体结构简单紧凑、空间利用率高，无需大量更改原机车电路结构，同时易于执行维护；故障时可通过切除故障电机或传动装置，最大限度的保证机车牵引力和制动力的发挥。

附图说明

图1是传统的交直电力机车传动装置的结构示意图。

图2是交直电力机车采用纯电阻制动方式的结构原理示意图。

图3是交直电力机车采用加馈制动方式的结构原理示意图。

图4是本实施例交直电力机车传动装置的结构原理示意图。

图5是本实施例交直电力机车传动装置的具体结构示意图。

图6是本实用新型应用在SS4B型交直电力机车中的主电路结构示意图。

图7是本实用新型应用在SS4B型交直电力机车中变流柜的控制原理示意图。

图例说明：1、双向变流模块；2、双向斩波模块。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图4、5所示，本实施例交直电力机车传动装置包括相互连接的双向变流模块1(UA)以及双向斩波模块2(UP)，双向变流模块1当牵引工况时接入交流电源转换为直流电，经双向斩波模块2斩波降压为所需直流电后提供给直流牵引电机，以及双向斩波模块2当制动工况时接收直流牵引电机产生的制动能量进行斩波升压，升压后直流电经双向变流模块1转换为交流电回馈至电网。采用上述结构，通过双向变流模块1进行AC/DC双向变换、双向斩波模块2进行DC/DC双向变换，实现交直电力机车中牵引电机的调压、调速控制及能量双向流动，能够在牵引工况时将电源经双向变流模块1进行整流、双向斩波模块2进行降压后提供牵引电机所需直流电，且基于IGBT控制的功率因数高、谐波小，同时在制动工况时将制动能量经双向斩波模块2进行升压、双向变流模块1进行逆变后实现制动能量回馈，从而降低能量消耗、减少热污染。

本实施例中，双向变流模块1具体为四象限变流器，当牵引工况时，四象限变流器为整流模式；当制动工况时，四象限变流器为逆变模式，其中四象限变流器具体包括基于IGBT器件的电压型PWM变流器，采用四象限控制技术实现能量的双向流动，通过四象限整流和逆变控制能够使输入/输出电流接近正弦波，且和输入电压同相位/反相位，功率因数具体可达到0.99以上。牵引工况时，PWM变流器通过变压器次边牵引绕组接入电网电能，基于四象限控制整流成直流电压并进行稳压控制，供给双向斩波模块2；制动工况时，双向变流模块1通过四象限控制技术对中间直流电压进行稳压控制，并将双向斩波模块2再生的直流能量逆变至变压器次边牵引绕组，实现制动能量回馈至电网。

本实施例中，双向斩波模块2为基于IGBT器件的双向DC/DC斩波器，通过占空比调制实现直流侧电压的升/降压变换和能量双向流动。本实施例双向斩波模块2具体采用Buck-Boost双向斩波器。牵引工况时，Buck-Boost双向斩波器作为降压斩波器，基于牵引特性电机电流闭环控制，将中间直流电压进行降压，供给牵引电机调速所需能量；制动工况时，Buck-Boost双向斩波器作为升压斩波器，基于制动特性电机电流闭环控制，将牵引电机发电产生的直流电能升压，供给双向变流模块1再生回馈能量。

本实施例双向斩波模块2还设置有用于检测电机反馈电流的电流传感器BC11，双向斩波模块2中斩波开关管的通断根据指定的目标电流与电机反馈电流进行闭环控制，使输出电流大小跟随指定的目标电流的变化。

本实施例双向变流模块1、双向斩波模块2均基于成熟开关器件IGBT实现，开关速度快、损耗低，且应用控制简单、灵活。

本实施例中，双向变流模块1的交流侧还设置有用于对交流电流进行平滑滤波的交流侧电抗器L11，以抑制高次谐波。交流侧电抗器L11通过接触器KM12连接变压器的次级牵引绕组，电网电能通过变压器转换后，经交流侧电抗器L11平滑滤波后接入至双向变流模块1。

本实施例中，双向变流模块1与双向斩波模块2之间还设置有中间直流回路，中间直流回路包括并联连接的第一支撑电容C11、第二支撑电容C12，由第一支撑电容C11、第二支撑电容C12进行滤波和储能。牵引工况时，变压器次级绕组电压Uac经过双向变流模块1整流成直流电压，并对第一支撑电容C11、第二支撑电容C12进行充电并稳压，输出稳定的直流电，同时由第一支撑电容C11、第二支撑电容C12对交流侧进行二次滤波，进一步抑制高次谐波。

本实施例中，双向变流模块1与双向斩波模块2之间还设置有预充电电路，预充电电路包括并联连接的控制接触器KM11以及充电电阻R12。系统首次启动时，在中间回路电压Um低于限值时断开控制接触器KM11，对电容C11、C12进行预充电，充电达到限值后闭合控制接触器KM11、充电电阻R12。

本实施例中，双向斩波模块2还包括过压放电回路，过压放电回路包括串联连接的放电电阻R11以及放电控制开关管IGBT4，放电控制开关管IGBT4控制所述放电电阻R11在输入电压超过预设值时进行放电，防止中间直流回路中第一支撑电容C11、第二支撑电容C12的电压超过限制值而损坏。

本实施例上述传动装置具体工作过程如下所示：

a)牵引工况

牵引工况时，双向变流模块1工作于四象限整流模式，采用中间回路电压闭环控制，将交流侧牵引绕组电压Uac整流成固定直流电压Um，实现对中间直流回路中第一支撑电容C11、第二支撑电容C12的充电和稳压，从而持续供给双向斩波模块2直流电能；双向斩波模块2中双向DC/DC斩波器工作于降压型斩波器模式，采用直流电流闭环控制，通过调节降压斩波管IGBT2的开通占空比来将中间回路直流电压Um降压成电流一定、电压可变的直流电压Udc，供给直流侧牵引电机(工作于电动机模式)使用。其中，双向斩波模块2中由IGBT1、IGBT2组成Buck降压型斩波器，正常工作时IGBT1不开通，IGBT2作为降压斩波管用，通过调节开通占空比来实现中间回路Um的降压，IGBT2开通时中间回路能量经IGBT2正向流动，IGBT2关断时通过IGBT1反并二极管实现直流侧牵引电机回路的续流。

b)制动工况

制动工况时，双向变流模块1工作于四象限逆变模式，采用中间回路电压闭合控制，实现对中间回路支撑电容C11、C12的稳压，将双向斩波模块2再生电能Um逆变成电压固定、电流相位相反的交流电Uac，实现制动能量的再生回馈；双向斩波模块2双向DC/DC斩波器工作于升压型斩波器模式，采用直流电流闭环控制，通过调节升压斩波管IGBT1的开通占空比来将直流侧牵引电机(工作于发电机模式))发电电压Udc升压成中间回路直流电压Um，持续供给双向变流模块再生能量，同时保持直流侧牵引电机电流一定。其中，双向斩波模块2中由IGBT1、IGBT2组成Boost升压型斩波器，正常工作时IGBT2不开通、IGBT1作为升压斩波管用，通过调节开通占空比来实现直流侧发电电压Udc的升压，IGBT1开通时短路直流侧回路、对外部直流电抗器进行储能，IGBT1关断时直流电机发电电能和电抗器储藏的电能叠加、通过IGBT2反并二极管逆向回馈至中间回路直流电压Um，供给双向变流模块1所需电能。

本实施例中交直电力机车传动系统包括一个以上的变流柜，每个变流柜内集成设置有两套以上上述传动装置，以及分别与传动装置连接的传动控制系统，每套传动装置对应连接一台直流牵引电机，传动控制系统分别发送控制指令至各个传动装置，控制各个传动装置，牵引工况时向各个直流牵引电机提供所需直流电，以及在制动工况时将直流牵引电机产生的制动能量回馈至电网。各个变流柜中一个变流柜内集成设置有用于在制动工况时提供励磁电流的励磁桥。变流柜内还布置有风机冷气系统，以采用强迫风冷散热。

本实施例交直电力机车传动系统中，每个牵引电机均对应一套结构相同且相互独立的传动装置，大大降低了传动装置内部各模块功率等级和IGBT器件的电压、电流等级，易于实现且可靠性更高，应用于机车一架中的传动装置、传动控制系统一起布置于一个变流柜内，即同架多套传动装置集中布置于同一变流柜中，由同一传动控制系统进行控制实现分布式控制，控制实现简单灵活，且系统的整体结构简单紧凑、空间利用率高，易于执行维护，同时由变流柜可直接替代原机车结构中整流装置(主整流器)和微机柜，无需大量更改原机车电路结构，实现及维护方便。

本实施例交直电力机车传动系统中，各套传动装置由传动控制系统进行统一控制，当机车正常牵引、制动时，各套传动装置在机车控制信号、传动控制系统的控制下独立工作，由传动控制系统的控制各传动装置还可以实现多重错相处理，在网侧实现高次谐波的二次叠加治理，结合交流侧电抗器L11、中间直流回路构成三重谐波控制，能够最大程度的抑制高次谐波，无需投入机车级功率补偿装置进行治理，有效提高电能质量，具体在25％功率以上时，本实施例谐波含量具体可以抑制到5％以内；且当机车中存在牵引电机设备出现故障时，由传动控制系统的控制则可以方便的实现单套传动装置故障切除，具体可通过封锁故障电机所对应的传动装置的脉冲、隔离故障电机、断开网侧接触器等方式，还可以通过架切除实现单架变流柜的故障切除，最大限度的发挥机车牵引力和制动力。

本实施例上述传动装置可应用于多种类型交直电力机车中，以下以应用于SS4B型交直电力机车为例进一步说明。

SS4B型交直电力机车为8轴固定重联机车，共4架，采用转向架独立供电技术，各架的结构基本相同，I架配置有励磁桥，本实施例具体以SS4B型交直电力机车I架为例进行进一步说明。

如图6、7所示，本实施例中每个牵引电机的主回路中均对应结构相同且相互独立的一套上述传动装置，则每架包含两套传动装置，同一架的两套传动装置、励磁桥回路(只I架配置)以及传动控制系统一起布置于一个变流柜内，采用强迫风冷散热。两套上述传动装置均包括相互连接双向变流模块1(UA11/UA21)和双向斩波模块2(UP11/UP21)，则全车八个牵引电机共形成8条传动控制支路，传动控制系统可通过微调八套传动装置中双向变流模块1的电流相位角，实现八重错相运行，进一步抑制高次谐波。本实施例应用于SS4B型交直电力机车时I架的各工况具体流程如下所示：

a)上电及启动工况

传动控制系统上电时，强制断开主断路器、KM11/KM21、KM12/KM22，封锁双向变流模块UA11/UA21和双向斩波模块UP11/UP21。传动控制系统上电完成后，使能主断允许信号，仍旧维持接触器KM11/KM21、KM12/KM22分断、双向变流模块UA11/UA21和双向斩波模块UP11/UP21封锁，传动控制系统上电完成；

当机车升弓、合主断后，牵引绕组感应出足够的交流电压(本实施例具体取695.4V)，传动控制系统通过检测主断状态(已合)、同步信号(正常)来判断进入启动工况：闭合接触器KM12/KM22、断开KM11/KM21，牵引绕组电压Uac通过充电电阻R12/R22对中间回路支撑电容C11/C21、C12/C22进行预充电，中间回路电压Um将充电至1.414Uac；当中间回路电压Um达到1.25Uac时，控制系统启动双向变流模块UA11/UA21，对中间回路支撑电容C11/C21、C12/C22进行二次充电，将中间回路电压Um继续充电并稳压在1500V，然后闭合接触器KM11/KM21，短路掉充电电阻R11/R21回路，传动系统启动完成。

传动装置启动完成后，传动控制系统根据机车控制信号和模拟量信号控制传动装置进入牵引工况和制动工况运行，非牵引、制动工况时，传动装置将关闭双向变流模块UP11/UP21，维持双向斩波模块UA11/UA21工作于四象限整流模式，对中间回路进行稳压。

b)牵引工况

牵引工况时，牵制鼓107QPR1/107QPR2处于“TR”牵引位，使牵引电机工作于串励电机模式，即电枢绕组、主极绕组串联于主回路中，同时主极绕组电流方向需保证牵引电机反动势E上正下负，励磁桥VT1保证脉冲封锁；线路接触器12KM、22KM闭合，传动控制系统接收机车数字量信号、司控器级位、机车速度等模拟信号，根据牵引准恒速特性计算出电机电流目标指令值，并与直流侧传感器BC11/BC21反馈电流进行比较，闭环控制双向斩波模块UP11/UP21中降压斩波器的通断，实现直流电流实时跟随目标指令变化。

双向斩波模块UP11/UP21中降压斩波管IGBT2开通时，直流侧电流路径为：双向变流模块UA11/UA21电压型PWM变流器上母线P3→接触器KM11/KM21→双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P2→双向斩波模块UP11/UP21降压斩波管IGBT2→双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P1→线路接触器12KM/22KM→直流电抗器11L/21L→牵引电机1M/2M(电枢绕组+主极绕组)→牵制鼓107QPR1/107QPR2牵引位→电流传感器BC11/BC21→双向斩波模块UP11/21斩波器下母线N1、N2→双向变流模块UA11/UA21电压型PWM变流器下母线N3→双向变流模块UA11/UA21电压型PWM变流器→双向变流模块UA11/UA21电压型PWM变流器上母线P3。

双向斩波模块UP11/UP21降压斩波管IGBT2关断时，直流侧电流路径为：双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P1→线路接触器12KM/22KM→电抗器11L/21L→牵引电机1M/2M(电枢绕组+主极绕组)→牵制鼓107QPR1/107QPR2牵引位→电流传感器BC11/BC21→双向斩波模块UP11/UP21斩波器下母线N1→IGBT1反并二极管→双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P1。

本实施例牵引工况时，具体通过四象限技术使双向变流模块UA11/UA21工作于整流模式对中间回路进行稳压，持续向中间回路输出能量，同时通过占空比控制双向斩波模块UP11/UP21降压斩波管IGBT2的通断，从中间回路吸收能量，实现牵引电机电流的跟随及牵引力的发挥。

c)制动工况

制动工况时，牵制鼓107QPR1、107QPR2处于“BR”制动位，使牵引电机工作于他励电机模式(电枢绕组串联于主回路中，各电机主极绕组串联于励磁回路中，同时，主极绕组电流方向需保证牵引电机发电电压上正下负)，线路接触器12KM、22KM、91KM闭合，控制系统接收机车数字量信号、司控器级位、机车速度等模拟信号，根据制动准恒速特性计算出电机电流目标指令值和励磁电流目标指令值，实现电机电流、励磁电流的闭环控制(闭环控制时，保证励磁电流的控制输出早于电机电流的控制输出)：电机电流目标值与直流侧传感器BC11/BC21反馈电流进行比较，闭环控制双向斩波模块UP11/UP21(升压斩波器)的通断，实现直流电流实时跟随目标指令变化；励磁电流目标值与励磁传感器BC31反馈电流进行比较，闭环控制励磁桥VT1，实现励磁电流实时跟随目标指令变化。

制动工况时，励磁桥VT1的控制基于晶闸管相控整流技术，将励磁绕组Uac相控整流成脉动的直流电压Udc，驱动主极绕组、产生磁通。励磁电流路径为：励磁桥VT1上母线P4→电流传感器BC31→各牵引电机串联主极绕组→励磁桥VT1下母线N4→励磁桥VT1→励磁桥VT1上母线P4。

双向斩波模块UP11/UP21升压斩波管IGBT1开通时，直流侧电流路径为：双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P1→双向斩波模块UP11/UP21升压斩波管IGBT1→双向斩波模块UP11/UP21斩波器下母线N1→电流传感器BC11/BC21→牵制鼓107QPR1/107QPR2制动位→牵引电机1M/2M(电枢绕组)→电抗器11L/21L→线路接触器12KM/22KM→双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P1。

双向斩波模块UP11/UP21降压斩波管IGBT2关断时，直流侧电流路径为：双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P1→IGBT2反并二极管→双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P2→接触器KM11/KM21→双向变流模块UA11/UA21电压型PWM变流器上母线P3→双向变流模块UA11/UA21电压型PWM变流器→双向变流模块UA11/UA21电压型PWM变流器下母线N3→双向斩波模块UP11/UP21斩波器下母线N2、N1→电流传感器BC11/BC21→牵制鼓107QPR1/107QPR2制动位→牵引电机1M/2M(电枢绕组)→直流电抗器11L/21L→线路接触器12KM/22KM→双向斩波模块UP11/UP21斩波器上母线P1。

本实施例制动工况时，具体通过相控技术控制励磁桥VT1的整流输出电压来实现励磁电流的跟随，产生对应的牵引电机主极磁场；并通过占空比控制双向斩波模块UP11/UP21升压斩波管IGBT1的通断，实现直流侧牵引电机电流的跟随及制动力的发挥，并将直流侧牵引电机发电电能升压逆送至中间回路，同时，通过四象限技术使双向变流模块UA11/UA21工作于逆变模式对中间回路进行稳压，持续将中间回路储存的制动能量逆变回变压器次边牵引绕组实现制动能量回馈。

d)停止工况

当机车分主断后，牵引绕组无法感应出足够的交流电压，控制系统通过检测主断状态(已分)、同步信号(消失)来判断进入停止工况，执行封锁双向变流模块UA11/UA21和双向斩波模块UP11/UP21脉冲、断开接触器KM11/KM21、KM12/KM22操作，恢复传动装置到上电后状态。

本实施例机车各架的各套传动装置在机车控制信号、传动控制系统的控制下独立工作，每轴传动装置均由交流侧平波电抗器、中间回路大容量电容分别进行谐波抑制，同时整车控制系统通过对各电机支路交流电流进行八重错相运行，进一步降低IGBT开关对电网造成的高次谐波影响，提高电能质量。

本实施例机车中各传动装置结构独立、分布控制，实现机车牵引、制动调速功能，控制简单、灵活，且可实现单套传动装置(牵引电机级)、单架装置(变流柜级)的隔离切除，最大限度的保证牵引、制动力的发挥。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种交直电力机车传动装置，其特征在于包括相互连接的双向变流模块(1)以及双向斩波模块(2)，所述双向变流模块(1)当牵引工况时接入交流电源转换为直流电，经所述双向斩波模块(2)斩波降压为所需直流电后提供给直流牵引电机，以及所述双向斩波模块(2)当制动工况时接收直流牵引电机产生的制动能量进行斩波升压，升压后直流电经所述双向变流模块(1)转换为交流电回馈至电网。

2.根据权利要求1所述的交直电力机车传动装置，其特征在于：所述双向变流模块(1)为基于IGBT的四象限变流器，当牵引工况时，所述四象限变流器为整流模式；当制动工况时，所述四象限变流器为逆变模式。

3.根据权利要求2所述的交直电力机车传动装置，其特征在于：所述四象限变流器包括电压型PWM变流器。

4.根据权利要求3所述的交直电力机车传动装置，其特征在于：所述双向斩波模块(2)为基于IGBT的双向斩波器；所述双向斩波模块(2)具体为Buck-Boost双向斩波器。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的交直电力机车传动装置，其特征在于：所述双向变流模块(1)与所述双向斩波模块(2)之间还设置有中间直流回路，所述中间直流回路包括并联连接的第一支撑电容、第二支撑电容。

6.根据权利要求5所述的交直电力机车传动装置，其特征在于：所述双向变流模块(1)与所述双向斩波模块(2)之间还设置有预充电电路，所述预充电电路包括并联连接的控制接触器以及充电电阻。

7.根据权利要求6所述的交直电力机车传动装置，其特征在于：所述双向变流模块(1)的交流侧还设置有用于对交流电流进行平滑滤波的交流侧电抗器。

8.根据权利要求2所述的交直电力机车传动装置，其特征在于：所述双向斩波模块(2)还包括过压放电回路，所述过压放电回路包括串联连接的放电电阻以及放电控制开关管，所述放电控制开关管控制所述放电电阻在输入电压超过预设值时进行放电。

9.一种交直电力机车传动系统，其特征在于包括一个以上的变流柜，每个所述变流柜内集成设置有两套以上如权利要求1～8中任意一项所述的传动装置，以及分别与所述传动装置连接的传动控制系统，每套所述传动装置对应连接一台直流牵引电机，所述传动控制系统分别发送控制指令至各个所述传动装置，控制各个所述传动装置，在牵引工况时向对应的直流牵引电机提供所需直流电，以及在制动工况时将对应的直流牵引电机产生的制动能量回馈至电网。

10.根据权利要求9所述的交直电力机车传动系统，其特征在于：各个所述变流柜的其中一个变流柜内集成设置有用于在制动工况时提供励磁电流的励磁桥。